Q GDW 11133-2013 输电线路桩板基础技术导则及编制说明.pdf
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1、Q / GDW 11133 2013 I 国家电网公司企业标准Q / GDW11133 2013输电线路桩板基础技术导则Technical guidelines for pile-board foundation in transmission line projects 2014-04-15发布 2014-04-15实 施 国家电网公司 发 布 Q/GDW ICS 备案号:CEC 8242013 Q / GDW 11133 2013 1 目 次 前言 II 1 范围 3 2 规范性引用文件 3 3 术语和定义 3 4 符号 4 5 总则 6 6 基本设计规定 6 6.1 一般规定 6 6.2
2、 桩板基础构造 7 7 桩板基础的计算 8 7.1 基桩作用效应计算 8 7.2 下压承载力计算 9 7.3 上拔承载力计算 10 7.4 水平承载力与位移计算 11 7.5 倾覆稳定计算 12 8 桩板基础的施工 12 8.1 施工准备 12 8.2 基桩的施工操作要点 13 8.3 底板及立柱的施工操作要点 13 8.4 施工质量控制 13 8.5 施工环保要求 14 附录 A(规范性附录) 基础型式图 15 附录 B(规范性附录) 考虑底板、基桩协同工作和土的弹性抗力作用的桩板基础计算 16 附录 C(规范性附录) 单桩基础及群桩基础的计算公式 20 编制说明 25 Q / GDW 11
3、133 2013 2 前 言 为充分发挥基础承载能力,考虑桩板共同作用,制定输电线路桩板基础技术导则 (以下简称本标准) 。 本标准的主要技术内容有:基本设计规定,桩板基础的计算,桩板基础的施工及有关附录。第 6 章对桩板基础的构造作出了规定;第 7 章对桩板基础的基桩效应计算、上拔承载力计算、下压承载力计算、水平承载力计算和倾覆稳定计算提出了计算方法和计算公式,并且对构件承载力计算提出了要求,上拔承载力计算重点考虑了桩板基础的底板上部土体抗拔作用。第 8 章对桩板基础的主要施工工艺要求作出了规定。 本标准由国家电网公司基建部提出并解释; 本标准由国家电网公司科技部归口; 本标准起草单位:湖北
4、省电力勘测设计院、湖南大学、国家电网公司华中分部、国网湖北省电力公司、中国科学院武汉岩土力学研究所; 本标准主要起草人:刘汉生、邹丹、何勇、涂长庚、金李、易黎明、陈永宏、李振柱、贺怀建、殷建刚、刘首文、向文祥; 本标准首次发布。 Q / GDW 11133 2013 3 输电线路桩板基础技术导则 1 范围 本标准规定了架空输电线路杆塔桩板基础设计的基本原则、设计方法,施工要点。 本标准适用于新建的 110kV 及以上交流、直流架空输电线路杆塔的桩板基础设计和施工。其它电压等级和通信杆塔的桩板基础设计和施工可参照本标准执行。 架空输电线路改造和临时线路的杆塔基础,可根据具体情况和已有线路运行经验
5、,参照本标准进行验算、设计和施工。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件, 仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB 50007 2011 建筑地基基础设计规范 GB 50010 混凝土结构设计规范 GB 50011 建筑抗震设计规范 GB 50046 2008 工业建筑防腐蚀设计规范 GB 50202 建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB 50204 混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50233 2005 110 500kV 架空送电线路施工及验收规范 GB 50545 2010
6、110kV 750kV 架空输电线路设计规范 DL/T 5219 2005 架空送电线路基础设计技术规定 JGJ 94 2008 建筑桩基技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 桩板基础 pile-board foundation 由基础立柱、钢筋混凝土底板和基桩(单桩或群桩)组成,考虑桩板共同作用联合承载的一种基础型式。适用于非岩石类地基。 3.2 荷载标准值 characteristic value/nominal value 荷载的基本代表值,为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值(例如均值、众值、中值或某个分位值) 。 3.3 荷载设计值 design valu
7、e of a load 荷载代表值与荷载分项系数的乘积。 3.4 基本组合 fundamental combination 承载能力极限状态计算时,永久荷载和可变荷载的组合。 Q / GDW 11133 2013 4 3.5 标准组合 characteristic combination 正常使用极限状态计算时,采用标准值或组合值为荷载代表值的组合。 3.6 准永久组合 quasi-permanent combination 正常使用极限状态计算时,对可变荷载采用准永久值为荷载代表值的组合。 4 符号 4.1 作用和作用效应 bG 底板以上的基础自重设计值,对稳定的地下水位以下部分应扣除水的浮
8、力; bkG 立柱和底板自重标准值,对稳定的地下水位以下部分应扣除水的浮力; gpG群桩基础所包围体积的桩土总自重除以总桩数,地下水位以下取浮重度; pG基桩自重,地下水位以下取浮重度; sG 底板正上方的土体自重设计值,对稳定的地下水位以下部分应扣除水的浮力; skG 底板顶面以上土体自重标准值,对稳定的地下水位以下部分应扣除水的浮力; H 基础顶面的水平力设计值; 2211TtRRTt+=+荷载效应标准组合下,作用于底板底面的水平力; pH下部桩基承担水平合力; pkiH在荷载效应标准组合下,作用于基桩 i 桩顶处的水平力; xH ,yH x 方向, y 方向水平力, kN; xM、 yM
9、作用于底板底面的 X 方向和方向的力矩设计值; xkM 、ykM荷载效应标准组合下,作用于底板底面,绕通过桩群形心的 x、 y 主轴的力矩; xpiM, ypiM第 i 根基桩桩顶所承担的弯矩设计值; pM下部桩基承担的合弯矩; N 基础顶面的竖向压力设计值; kN 荷载效应标准组合下,作用于立柱顶面的竖向下压力; pN下部桩基承担下压力; piN第 i 根基桩承担下压力设计值; pkiN荷载效应标准组合偏心竖向下压力作用下,第 i 基桩的竖向下压力; pkN荷载效应标准组合轴心竖向下压力作用下,基桩的平均竖向下压力; maxpkN荷载效应标准组合偏心竖向力作用下,桩顶最大竖向力; skN 下
10、压工况下,底板底面地基土承担的下压力; p底板底面处的平均压力设计值; maxp 基础底面边缘最大压力设计值; minp 基础底面边缘最小压力设计值; hR 单桩基础或群桩中基桩的水平承载力特征值; pR基桩的竖向下压承载力特征值; T 基础顶面上拔力设计值; bT 未达极限承载力时底板及以上土体提供的抗拔力; kT 荷载效应标准组合下,作用于立柱顶面的竖向上拔力; pT未达极限承载力时下部桩基提供的抗拔力; pkT荷载效应标准组合轴心竖向上拔力作用下,基桩的平均竖向上拔力; Q / GDW 11133 2013 5 pkiT荷载效应标准组合偏心竖向上拔力作用下,第 i 基桩的竖向上拔力; s
11、kT 上拔工况下,底板上部地基土提供的抗拔力; gkT群桩呈整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值; ukT 群桩呈非整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值; EukT 群桩呈非整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值; y桩侧土压应力。 w、底板水平位移、转角; pw、 p低桩承台基础计算公式得到的桩顶水平位移、转角。 4.2 材料性能 af 修正后的地基承载力特征值; , C 桩周土的内摩擦角和粘聚力; 桩侧土的有效容重,取计算深度至设计地面各土层的加权平均值; s 基础底板以上土的加权平均重度,地下水位以上土体按浮重度计算; 4.3 几何参数 A 底板的计算域面积; beA 底板底面积扣除基桩
12、面积后的有效面积; beA 底板上部与地基土接触的面积; cA 立柱截面积; B 底板宽度; 0B 底板计算宽度; 0B 立柱侧面需扣除的计算宽度; 1cF 需扣除的侧向土水平抗力系数图形面积; 0h 基础立柱顶面露出地面的高度; th 底板以上的上拔深度; bh 底板高度; 1cI 单位宽度惯性矩; bI 底板上部与地基土接触部分的惯性矩; l 基桩桩长; n 桩基中的桩数; s基桩间距; tV th 深度内土和基础的体积; Vt 相邻基础影响的微体积; 0V th 深度内土和基础的体积; xW 、yW底板底面绕 X 方向和方向的抵抗矩; ix 、jx、iy 、jy第 i、 j 基桩至 y、
13、 x 轴的距离; 4.4 计算系数 m地基土水平抗力系数的比例系数; 0m 底板底面地基土竖向抗力系数的比例系数; 0m 底板顶面地基土竖向抗力系数的比例系数; nC 底板侧面底部的地基土水平抗力系数; bC 底板底部土体的竖向抗力系数; bC 上拔时,底板上部土体的竖向抗力系数; G 永久荷载分项系数; Q / GDW 11133 2013 6 f基础附加分项系数; E 水平力影响系数,根据水平合力与上拔力的比值确定; rf地基承载力调整系数; 1 基础底板上平面坡角影响系数; 桩的水平变形系数; c 下压工况底板的作用系数; 5 总则 5.1 桩板基础设计采用以概率理论为基础的极限状态设计
14、方法,用可靠度指标度量基础与地基的可靠度,在规定的各种荷载组合作用下或各种变形的限值条件下,满足线路安全运行的要求。 5.2 本标准制定了架空输电线路桩板基础设计原则和施工要点,提出了桩板基础的设计计算方法和施工工艺要求。 5.3 桩板基础设计与施工,应从实际出发,结合地区特点,积极采用新技术、新工艺、新材料,推广采用节能、降耗、环保的先进技术和产品。 5.4 如桩板基础采用新材料、新型式或新工艺,当缺乏实践经验时,应经过试验验证。 5.5 桩板基础设计和施工,除应符合本标准的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。 6 基本设计规定 6.1 一般规定 6.1.1 桩板基础适用于粘性土、粉土、
15、砂土等非岩石类地基。 6.1.2 桩板基础(本规定仅包括钻、冲、挖孔桩)按结构布置分为单桩板式基础和群桩板式基础,选用时应根据杆塔设计荷载和地质、水文条件以及施工设备等条件确定。 6.1.3 桩板基础布置型式、桩直径及间距的要求如下: a) 按地面至地下的顺序,桩板基础一般应包括基础立柱、底板及基桩。 b) 立柱截面尺寸不应小于塔脚板尺寸或地脚法兰尺寸。 c) 基桩布置型式可采用对称或其它排列型式,应使其受水平力和力矩较大方向有较大的截面模量,其基本型式见附录 A。 d) 钻、冲孔桩的设计直径,宜根据施工钻具选定,一般采用 d=0.4m 1.2m。人工挖孔桩的直径,一般不小于 0.8m。 e)
16、 基桩的中心间距一般不小于其设计直径的 2.5 倍,但对排数不少于 3 排且桩数不少于 9 根的摩擦型钻(冲、挖)孔灌注桩,中心间距不小于其设计直径的 3.0 倍。对扩底钻(冲、挖)孔桩,同时要求中心间距不小于 2.0D(当 D 不大于 2.0m 时, D 为扩大端设计直径)或 D+2.0m(当D 大于 2.0m 时) 。 6.1.4 桩板基础应按两类极限状态设计:承载能力极限状态和正常使用极限状态。 6.1.5 桩板基础承载能力极限状态的计算内容包括: a) 根据桩板基础的使用功能和受力特征进行基础的竖向(抗压或抗拔)承载能力计算和水平承载能力计算; b) 对桩身、底板和立柱承载力进行计算;
17、对于桩侧为可液化土、极限承载力小于 50kPa(或不排水剪强度小于 10kPa)土层中的细长桩尚应进行桩身压屈验算; c) 当桩端平面以下存在软弱下卧层时,应验算软弱下卧层的承载力; d) 对位于坡地、岸边的桩基应验算整体稳定性; e) 按 DL/T 50545 规定应进行抗震验算的桩基,应验算抗震承载力。 6.1.6 桩板基础正常使用极限状态的计算内容包括: Q / GDW 11133 2013 7 a) 对受水平荷载较大,或对水平位移有严格限制的桩板基础,应计算基础在设计地面处的水平位移。 b) 根据使用条件要求混凝土不得出现裂缝的桩板基础应进行抗裂验算;对使用上需限制裂缝宽度的桩基应进行
18、裂缝宽度验算。 c) 对某些有特殊变形要求的杆塔桩基,其地基的沉降量可按 GB 50007 2011 附录 R 计算,地基变形的倾斜允许值按表 6.3.8 取值,沉降量允许值可按 GB 50007 2011 表 5.3.4 中高耸结构基础的沉降量允许值取值。 6.1.7 桩板基础设计时,所采用的作用效应组合应符合下列规定: a) 计算桩板基础沉降和水平位移时,应采用荷载效应准永久组合;计算水平地震作用、风载作用下的基础水平位移时,应采用水平地震作用、风载效应标准组合。 b) 验算坡地、岸边建筑桩基的整体稳定性时,应采用荷载效应标准组合;抗震设防区,应采用地震作用效应和荷载效应的标准组合。 c)
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